離心泵機械密封使用壽命影響因素分析

褚洪儇

（大慶石化公司煉油廠重油催化一車間，黑龍江 大慶 163711）

近些年來我國機械工藝水平一直在不斷提升，因此在很多泵類機械產品當中，都開始應用機械密封，能夠看得出來，未來機械密封的應用前景非常的廣闊。對于離心泵而言，同樣使用機械密封，而機械密封性能的好壞會直接影響到離心泵能否實現正常工作。在本文的內容當中，以主流離心泵產品機械密封所對應的原理作為研究基礎，針對離心泵機械密封壽命所對應的影響因素進行了詳細的分析，同時有針對性地給出了一定的優化建議，供相關人士參考。

1 離心泵機械密封所對應的原理

對于大部分離心泵而言，其所具有的機械密封是兩個相對進行運動的環所對應的端面進行貼合之后，形成一個非常小的軸向間隙，從而將密封作用發揮出來的裝置。通常情況下對于機械密封而言，主要包括有四個部分，分別是壓緊元件、動環、密封元件以及靜環，通過機械密封所產生的作用可以使得離心泵處于靜止狀態下的時候，始終確保端面之間是能夠實現貼合的，這樣就能夠使得密封住的介質不會出現外漏的情況，同時還能夠有效的防止外界的雜質由于各種原因進到機械密封端面里面。而且，對于機械密封而言，其還能夠起到另外一個作用，那么就是能夠針對離心泵的振動進行一定程度的緩沖。對于離心泵而言，機械密封在其內部進行工作的時候，也是和其他一些元件進行配合的，并不是作為一個獨立元件來存在的。所以能夠看得出來，這就會使得對于離心泵機械密封竄量等所提出的要求會非常高。

2 離心泵機械密封的影響因素分析

筆者根據多年現場總結的設備經驗，針對機械密封使用壽命的主要影響因素進行了分析總結。

2.1 離心泵軸竄量相對較大

通常情況下對于離心泵而言，其在運轉的時候，在機械密封上面的密封面要存在一定大小的比壓，不然的話是沒有辦法有效確保機械密封能夠發揮出來應有作用的。所以通常情況下對于機械密封而言，上面的彈簧的壓縮量一定要滿足設計要求，也就是滿足一定的壓縮量要求，通過這個壓縮量能夠提供一個作用在密封端面上面的推力，這樣在旋轉之后，就能夠使得密封面上存在著一個合適的比壓。為了能夠對該比壓所具有的穩定性進行有效的維持，一般會對機械密封所對應的竄量提出要求，也就是竄量一定要確保處于一定的合理范圍當中。可是在設計機械密封的時候，可能會由于設計上存在某些問題，造成離心泵軸上面存在著較大的竄量，從而使得離心泵機械密封所具有的效果受到了嚴重的影響。

2.2 離心泵軸向力相對較大

對于離心泵而言，其機械密封在進行使用的過程中是無法對對軸向力進行承受的，在軸向力出現了之后，那么就會直接影響到離心泵的機械密封效果。之所以會造成這個原因主要是由于一旦機械密封在受到了軸向力的作用之后，那么密封壓蓋溫度就會以一個非常快的速度上升，然后就會造成聚內烯類的介質發生熔融現象，從而對離心泵所機械密封所具有的密封效果造成嚴重的影響，如果情況比較嚴重的話，就會發生間斷性的漏噴事故，這是非常危險的。

2.3 離心泵軸具有較高的撓度

對于離心泵而言，其機械密封在原理上屬于旋轉軸向接觸式動密封，實現密封作用的一個前提條件就是要有彈性元件以及流體介質的雙重作用，通過這個雙重作用，機械密封所對應的兩個端面就會實現一個緊密的貼合，然后在兩個端面進行相互之間旋轉的過程中，密封的效果就達到了。所以，當設計機械密封時，對于這兩個端面而言，其所對應的受力必須非常的均勻，不可以存在過大的撓度。

2.4 離心泵具有較大的轉動振動

對于離心泵而言，其機械密封在運轉的過程當中，假如出現了較大的振動，那么就非常容易導致密封效果的減弱，嚴重的話就會徹底喪失密封功能。可是對于機械密封而言，出現偏大情況的主要原因都是由于一些自身原因所導致的，對于離心泵而言，大部分的振動都是由于其他元件所造成的，假如在設計離心泵的時候，沒有合理的設計離心泵軸，或者是聯軸器平行度存在著不標準的情況，那么都會使得機械密封的效果以及使用年限受到嚴重的影響。

2.5 離心泵口存在著汽蝕問題

對于離心泵而言，在機械密封起作用的時候，由于離心泵緊扣汽蝕性能較差或者是裝置操作存在不合理，那么就會直接影響到機械密封的外表面，從而造成機械密封外表面發生一定程度的破損。并且還會導致動環和靜環所對已的吻合面流動膜里面存在有一定的氣泡，從而使得吻合面之間流動膜所具有的穩定性受到了嚴重的影響。一旦上述的情況出現，那么吻合面動力摩擦就會不斷的變大，最終造成機械密封的磨損情況越來越嚴重。

3 離心泵機械密封的安裝以及設計優化策略

針對上述這些影響因素，下面給出了針對性的優化策略。

3.1 在第一時間針對離心泵軸所存在的竄量大問題進行解決

對于離心泵而言，為了能夠使得其機械密封所具有的使用年限得以提高，那么就要合理的針對軸向力平衡裝置進行設計，這樣就能夠在最大程度上使得軸向竄量得以消除。通常情況下為了能夠解決這一問題，在設計離心泵機械密封的過程中，首先會利用平衡盤加裝軸向軸承的這種方式來對設計進行一個完善，其次是采用一種所謂的平衡鼓加軸向軸承的這種方法。上面的這兩個方式都能夠在一定程度上使得離心泵軸竄量大的問題進行解決，為了能夠使得機械密封所具有的效果得以延長，那么上述工作一定要盡量實現。

3.2 確保離心泵所對應的軸向力足夠標準

當設計離心泵機械密封時，需要針對軸向力的平衡機構進行一個合理的設計，只有這樣才能夠有效的確保平衡機構能夠對軸向力進行平衡，這樣也才能夠使得機械密封所具有的密封能力得以發揮。并且當制造離心泵機械密封的時候，一定要使得機械密封的加工精度以及設計精度得到強化，從而確保機械密封和機械能夠形成一個良好的接觸，從而使得機械密封的使用年限得以增強。

3.3 針對離心泵軸所具有的撓度進行科學的控制

對于離心泵而言，其在工作的過程中，通過減少兩端軸承之間的距離泵葉輪的級數不可以太多，對于離心泵而言，在其總揚程要求較小時，一定要盡量的使得每一級葉輪所具有的揚程得以提升，讓葉輪的級數減少。另外，當針對泵軸直徑大小進行設計時，不但要對傳遞功率所對應的水平進行充分的考慮，同時還需要針對撓度進行一個合理的設計。還有需要針對泵軸材料所對應的等級進行提高，這樣才能夠使得制造質量得以保證。

3.4 防止離心泵進口出現汽蝕問題

對于離心泵而言，其機械密封在工作的時候，如果泵進口存在著嚴重的汽蝕問題，那么就會直接影響到機械密封的效果。因此第一點就是要對離心泵所具有的防汽蝕性能進行提升，在現場要做好防控工作，尤其是在離心泵現場安裝的時候，需要對后期離心泵使用過程中可能出現的汽蝕問題進行充分的考慮。第二點就是要在設計離心泵時，詳細的分析離心泵可能出現振動的地方。同時在裝配產品的時候，一定要遵循相應的規章制度，不可以違規操作，從而有效的避免對設備進行傷害。這樣就能夠使得機械密封所具有的使用年限得以延長。

4 結語

機械密封對于離心泵的作用至關重要，因此如何延長機械密封的使用壽命是一個需要解決的問題。綜上所述，影響機械密封壽命的主要因素有5 個，分別是軸竄量、軸向力、軸撓度、設備振動以及泵口汽蝕，因此在設計和安裝離心泵的時候，需要針對這些重要的影響因素進行分析，從而確保設計安裝過程中這些影響因素可以得以控制，這樣就能夠有效的延長機械密封的使用壽命，保證離心泵的正常運轉。